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仿真教学论文(合集7篇)

时间:2023-03-27 16:45:50
仿真教学论文

仿真教学论文第1篇

(一)multisim13简介

multisim13是一款专用于电子线路仿真的软件,是计算机上虚拟出的一个电子工作平台。它拥有丰富的元件库和仪器库,采用直观的图形界面创建电路,按下仿真按钮就可仿真电路的运行状态。软件中的虚拟仪器控制面板外形、操作方式都与实物相似并可实时显示测量结果,元件库中的三维元件和实物相似,让使用者有身临其境的真实感受。

(二)multisim13引入教学的必要性

笔者认为,基于动手的学习是帮助学生巩固理论概念并让他们为开发未来工业应用或开展先进的科研项目做好准备的最佳方法。任何成功的职业道路或者人生决定往往是受到启发的,参与和准备就是将这种启发变成真正可实现的东西。启发孩子以职业运动员为梦想非常简单,只要打开电视或去看一场现场的专业体育赛事。这个道理同样适用于激励学生成为一个电子工程师。我们对未来科学家和工程师的教育方式往往只局限于与实践脱节的纯理论和公式,即使燃烧最旺盛的火苗也会被这种教育方式所熄灭。而让学生参与实际的开发,又受到现实条件的限制,multisim13恰恰提供了这样一个折中的方案:以课堂学习技能为主,一个与工业应用相衔接的平台为辅,两者结合可帮助学生为应对未来的重大挑战做好准备。multisim13是将工业标准的技术集成到一个专门针对教学而设计的平台中,学生可以结合基于工业技术的教学硬件平台和教学实验室虚拟仪器套件来学习基本的工程和系统设计概念。将multisim13引进课堂,可以将抽象的、空洞的理论教学变为动态的、可视的直观演示,这不但可以有效地增强学生对电路工作状态的感性认识,提高课堂教学效率,还可以激发学生的学习兴趣,克服学生的畏难情绪。学生自己可以在电子平台上按照自己的想法随意设计电路,仿真印证自己的设想,培养了学生设计电路的创新意识;在multisim13电子平台下,可以先观察实验现象,然后带着疑问、好奇探究现象背后的理论与规律。这样顺应认知规律,提高了学生学习兴趣和对知识的理解程度。

二、multisim13在教学中应用实例

(一)传统二极管结构和单向导电性讲授过程

利用PPT图片展示一个二极管结构示意图,语言表述“将PN结两端各引出一个电极,并加以封装就制成了一个二极管”;给出二极管的电路符号。二极管重要特性就是单向导电性,流过电流的方向就是符号箭头所指的方向,二极管的导通电压锗管0.3,硅管0.7V。

(二)采用

multisim13进行课堂教学过程在multisim13元件库中调出3D虚拟器件,如图2所示。“将PN结两端各引出一个电极,并加以封装就制成了二极管”。对于图中U4管,灰环的一侧是阴极,另外一侧是阳极;对于直插的发光二极管U5,长引脚的是正极,短的是阴极;也可以仔细观察管子内部的电极,较小的是阳极,大的类似于碗状的是阴极。在软件电子平台上调出电阻、二极管、开关和万用表搭成图3所示电路。故意将二极管接反向电压,双击两块万用表,弹出图示右侧的显示表盘,按下仿真按钮。这时提醒学生注意:电流表示数为0,说明电路没有通,“为什么”。吸引学生注意力的同时教师将二极管转向,阳极接电源正极,阴极接电源负极,按仿真按钮,电流表示数为2.429mA,电压表示数为581.428mV,说明二极管导通。这时点题:(1)这就是二极管单向导电性:只有阳极接电源正极(高电位)阴极接电源负极(低电位)才能够导通。(2)导通电压在0.7V左右。进一步提问,电阻起什么作用?不放电阻可以么?带着问题修改电路:二极管换成LED发光管,如图4所示,电阻选择4.7K,按下仿真按钮,LED灯根本没亮!但是电流值为2.139mA,压降是1.711V;将电阻换成1.0K,再一次仿真灯亮了!电流值为10.209mA、电压值为1.791V。

(三)两种教学方法的比较

通过对两种教学过程的对比发现,通过仿真平台进行课堂教学,学生可以获得更多的信息量,比如二极管的实物形态、二极管的导通电压并不一定是0.7V、发光二极管并不是导通就发光、二极管在电路中必须配合限流电阻来使用等。传统教学采用语言描述来传递知识,优点是讲课速度快,但是文字、语言信息很难在学生头脑中建立明确的形象概念,也缺乏学生的思考和参与。引入multisim13辅助教学,可通过multisim13组建电路进行仿真,让学生看到生动的现象,将枯燥的语言符号变成了鲜活的现象过程,在这个过程中学生需要观察、思考,需要参与。在这种以学生为主体、以问题为主线的教学模式下,学生的主动性、学习积极性更高,教学效果自然更好。引入multisim13软件辅助教学的突出特点是使学生置身于真实的工程环境,能增强学生对电路的感性认识,掌握各种仪器的基本使用和电路参数的测试方法。通过人机对话的方式,能使每个学生动手接触电路,进行元件接线,参数设定,通过调试和测量,把实验与理论有机地结合起来,加深对理论的理解,提高学生的工程实践能力和创新能力。

三、结束语

仿真教学论文第2篇

LabVIEW是LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench的英文缩写,是一个图形化的开发软件,结合了图形化编程方式,具有高性能与灵活性,专门为测试、测量及自动化控制的应用设计配置功能,为数据采集、仪器控制、测量分析与数据显示等提供了必要的开发工具[6]。用LabVIEW软件开发的应用程序叫做VI(VirtualInstrument,即虚拟仪器)。VI是由图标、连线以及框图所构成的应用程序,由前面板和后面板两部分构成,前面板是应用程序的操作界面,主要由控制量和显示量构成。在程序运行时,用户通过控制量输入数据并控制程序的运行,而显示量则主要用于显示程序运行的结构。本文采用美国NI公司LabVIEW8.0软件平台。

1.1前面板模块前面板用于设置输入数值和观察输出量。程序前面板是模拟真实仪表的面板,用户可以从控制工具箱中选用许多图板,如旋钮、开关、按钮、数字显示、计量器、LED显示器、图表等。完成设计后只需在程序执行时按一下开关,拨动一下旋钮,将图形局部放大或是从键盘输入一个值,便可以完全操控整个仪器。

1.2方块图程序的编程每个前面板都配有一个对应的方块图程序,方块图程序也称做框图程序。方块图程序可以把它理解成传统程序的源代码,方块图中的部件可以看成程序节点,如循环控制事件控制和算术功能等,这些部件用连线连接,以定义方块图内数据流动的方向。LabVIEW方块图程序的结构为模块化结构,因此每一个LabVIEW程序都可以单独执行,或者被其他程序当成子程序来调用。甚至可以为每个子程序设计不同的图标,如此便可以设计出一组可供修改,交换或与其他LabVIEW程序相链接的子程序库,以符合用户不同的需求。LabVIEW的主要特点[7]为:(1)采用图形化(数据流)的编程语言,编程简单,开发周期短。(2)采用数据流编程模式,能同时运行多个程序的多个任务系统。(3)提供了丰富的用于数据采集、分析、表达及数据存储的函数库。

2基于LabVIEW的仿真教学系统的设计

实验教学环节在理工科学生培养中占有重要地位,对于深化学生对知识的理解和掌握、培养学生分析及解决问题的能力具有重要作用。仿真教学系统能拓展实验空间,有效提高学生学习质量及效率。大型分析仪器种类繁多,价格昂贵,易损坏。仪器分析虚拟仿真实验系统的构建既能降低仪器成本,又能使学生对理论知识有深入直观的认识,有效提高授课效果。电化学工作站是电化学测量系统的简称,是电化学研究和教学常用的测量设备,可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等多种测量。本文以循环伏安法为例建立虚拟仿真系统。具体包括程序结构框架设计,前面板设计和框图程序设计。

2.1仿真系统程序结构框架设计首先进行程序结构框架设计,循环伏安虚拟仿真系统流程如图1所示。

2.2仿真系统前面板设计前面板是用于人机交互的程序图形用户窗口,本系统前面板包括实验技术设定、控制参数设定、数据采集、波形显示等功能。本文以6×10-3mol/L铁氰化钾在0.1mol/L氯化钾溶液中的循环伏安实验为例,设计铁氰化钾循环伏安虚拟仿真实验系统前面板,如图2所示。前面板由旋钮、按钮、图形和其他控制与显示对象等组成,通过鼠标和键盘输入数据、控制按钮,即可在计算机显示器上直接观看结果。首先在前面板中进行参数设定,VI程序运行时通过数据控制端口传递到框图程序中,供节点使用,程序运行产生的数据输出,通过指示端口传递到前面板中相应位置,其中电压步长用以调节电压E的间隔,X-Y图显示铁氰化钾的循环伏安曲线。控制界面美观大方,操作方便,可直观反映电流随电压变化。

2.3仿真系统框图程序设计仿真系统框图程序如图3所示,仿真循环伏安系统程序框图采用导入Excel表格形式输入数据,包括报告表格、表格索引、获取表格数据、数组索引及传送数据的连线。通过程序运算后的数为据转化动态数据,再连接到图形显示控件,实现铁氰化钾的模拟仿真循环伏安曲线。

2.4气相色谱仪模拟仿真教学系统设计采用上述设计循环伏安模拟仿真教学系统同样方法,建立了气相色谱仪模拟仿真实验教学系统,前面板如图4所示,该系统能生动、形象地模拟运行与传统仪器相同的实验效果。即可节约实验成本,又激发了学生做实验的兴趣和创造性,此外,网络技术的发展也给仿真实验教学系统带来了资源的共享性。

3结论

仿真教学论文第3篇

所谓教学模式是教师、学生、教材、教学媒体四个要素相互联系、相互作用而形成的教学活动进程的稳定结构形式,是四个要素相互联系、相互作用的具体体现。那么仿真教学模式主要体现在以下三段式:三段式仿真教学模式课堂理论型教学综合设计型教学验证型教学。通过这一阶段学习,学生掌握某一技能所必需的基本理论和基本方法。综合设计型教学,是职业学校毕业生进行毕业设计时采用的一种实习环节。它要求学生全面掌握电路知识,能够根据基本的功能电路,设计并制作出具体功能要求的电子装置。并以此来检测学生对所学的专业知识的综合运用能力。验证型采用课堂讲授、实物搭建、实习、多媒体计算机辅助教学仿真三个教学环节,后一环节是前一教学环节的验证和补充。其教学目的就是通过实习或仿真来验证书本上的理论知识。

2仿真教学模式与电工电子教学的建构

以教学模式的三段式理论作为指导,电工电子老师的主要任务是从原来的灌输新知变为像学生提供一个学习的仿真环境,引导学生自己去动手,去发现新知,根据大量的仿真现象和数据,主动构建良好的结构。方式中,教师是教学过程的组织者、调控者,是建构知识意义和提高学生能力的指导者、帮助者和促进者。仿真对教师深刻理解课堂理论、理论联系实际、强化动手能力、训练创新思维都有着不可替代的作用。学生是知识意义的主动建构者、学习能力的主动培养和提高者;电工电子基本规律是学生主动建构意义的对象,信息技术是学生主动学习、协作式探索的认知工具。我们把《电工基础》规律教学方式的操作分为四个步骤,分别是“学习兴趣激发”、“现象提练”、“实验探究”、“疑惑解析”。探究实验在“探究实验”步骤中,学生通过大量的实验、仿真模拟实验,从而根据实验现象、实验数据客观的认识新的知识,找出其中的规律。加深了学生理解定理,处理各物理量之间的关系。例如,我在上电工专业理论基础课———《电工基础》中的交流串联电路时,通过仿真,使学生对于电路中各电压有效值之间的关系有一个真实的体验。让学生根据实验数据自己用相量图分析各电压有效值之间的关系,并用仿真数据来验证公式,使学生了解科学研究的方法,以及重要的数据。

3仿真教学的隐形效果

1)科学的进步。仿真软件开拓想象空间。它可以形象的展示出实验的效果,让学生进行各种各样的测量和观察。这在传统教学中是不可能实现的。

2)减轻教师的负担。传统的教学老师遇到很抽象的定理和结论都是很难用语言和文字去力证。所以都是一带而过,学生在理解上就产生了困难。仿真可以帮助教师腾出更出的时间来进行知道教学,在学生学习过程中可以全程跟踪,从而掌握每个学生的学习情况。

3)仿真软件可以增强学生的自信心和成就感。中职生普遍存在学习基础差、学习动力差,有很强的自卑感、没有自信。在学习过程中长期处于被动的状态。通过仿真训练,可以让每个学生都能参与进来,部分好生和差生,从而调动他们的学习主动性将理论联系实践,增加了他们对专业知识的理解和认识,在仿真中得到成就感。

4)增强学生的安全意识。我们的学生将来都是技术性应用人才,将来要从事一线操作,为了确保他们的安全性,通过计算机仿真,提高学生的警觉,分析故障原因,掌握排除故障的技巧。

仿真教学论文第4篇

目前国内部分职业院校开展了护理仿真模拟教学,但多集中在本科高职层次,如郎雪南等发现通过ESC,本科护理学生能够形成“Learningfromyourownmistakes”人性化学习模式[2]。向燕卿等对高职护生开展了高级综合模拟人(ESC)仿真教学与传统案例讲解教学对比研究,运用OSCE考核比较发现仿真教学能显著提高护理评估、技能操作和评判性思维[3]。而中职院校护理专业运用仿真教学较少,或虽引入器材却缺乏有效的教学方式方法,或开展仿真训练却未结合实际深入研究,教学实效不高。究其原因是未能很好的分析探讨护理仿真教学的切入点和落脚点。中职护理专业学生基础差、理论知识掌握不牢固是实施仿真教学的阻碍首因。无论是使用ESC还是创设更为复杂的仿真教学情境,其基础条件就是学生能够扎实的掌握仿真教学过程和内容所涉及的护理学相关基础理论知识,结合传统课堂教学把握仿真训练要点,但中职护理专业传统教学还存在相当的问题未能有效的解决,进一步实施仿真训练收效必定甚微,因此解决理论到实践的过渡问题是第一切入点。大多数研究指出护理仿真训练中的情境设置多采用分组开展、讨论和反思的流程,对中职学生而言,团队配合意识还有不足,在学生日常行为养成教育中还缺乏团队文化的塑造。因此,培养学生团队合作理念是第二切入点。对于仿真训练的效果而言,目前最为流行的是使用OSCE模式进行综合评价,但大多数中职教师由于工作繁重,并没有机会接受相关培训,因此在组织开展仿真训练后缺乏对学生有效的指导和评价,解决该问题是第三个切入点。

2.严谨规划中职护理教育实施仿真教学的流程

从以上分析的切入点入手,应当尊重教学规律,体现“精、广、准”三个字。精,就是在实现理论学习向实践学习的过程中,案例准备精致典型,能够充分将课堂理论与临床实际相贴近,内容不模糊、数据准确无误;仿真情境设置要精细,不是一间训练室,放置训练假人让护生操作,应该按照医学病房要求建造和装修,有标准病房有标准病房、护理站、治疗室、重症监护室等;分组训练要精心,培养团队意识,达到头脑风暴的效果,在护生分组与指导教师配合上,应当注重性格互补、行为统一等要求。广,就是让学生在仿真实训中能够形成提高批判性思维,一个仿真实训的项目要突出相关理论、实践内容的衍生,在设置案例、提供器具时,要把在理论教学中的交叉点、混淆点提供给学生,在教师的引导下,学生学会认识-理解-发现-批判-掌握。准,体现教学、学习的评价流程、评价反馈中,开展对教师组织教学和学生综合实践能力的双向考察评价,制订科学合理的“综合能力考核评价表”,包括教学环节中的课堂气氛、知识面覆盖等,学习环节中的与病患沟通能力、学习兴趣、团队意识、批判性思维等等,这些指标都应量化,有相应的心理行为佐证,并记录备案,体现形成性。

3.精心开发中职护理教育实施仿真教学的外设功能

仿真教学论文第5篇

1.竞争全球化视野下创新型人才培养面临巨大挑战

长期以来,我国高等教育受前苏联模式的影响,以及人才匮乏、教学资源紧缺的现实,存在着偏重理论知识的传授而忽视学生独立动手能力、综合分析问题和解决问题能力的问题,统一培养口径、重“学”轻“术”、偏重课堂教学、忽视实践锻炼等做法,使得我们培养出的人才实践能力严重不足,创新能力严重欠缺。当今世界,各主要国家无不把竞争与创新上升到国家战略高度。美国从2004年推出了创新型人才培养的国家战略,强调将仿真作为核心技术手段,推动国家技术进步。也是从2004年起,我国政府把自主创新从一般性号召提升到国家战略高度,也非常重视仿真技术的研究与应用,创立了若干与仿真有关的部级实验室与工程技术中心,以响应科技发展需求。以创新型国家战略目标为衡量标准,就必须关注高校教育的创新问题[1]。

2.CDIO理念成为教育创新的最佳模式

CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,构思—设计—实现—运行)是一个新型的工程教育模式,它由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院等4所工程大学发起,全球23所大学参与,合作开发的一个国际工程教育合作项目。CDIO在当前得到了国际高等工程教育的共识,这种人才培养模式的理念主要体现在以下4个方面:具有国际先进性、具有实践可操作性、具有全面系统性及具有普遍适应性。

二、基于CDIO理念的仿真新概念的提出

1.仿真的基本定义

1961年,G.W.Morgenthater首次将“仿真”定义为“在实际系统尚不存在的情况下对于系统或活动本质的实现”。这一定义忽略了实际系统存在时仍然需要做仿真的情形,对此,Korn在其1978年出版的著作《连续系统仿真》中,将“仿真”定义修正为“用能代表所研究的系统的模型做实验”。这一概念从研究角度强调了仿真是一种类型的实验。Spriet认为模型是仿真的基础,于1982年将“仿真”定义为“所有支持模型建立与模型分析的活动即为仿真活动”。考虑到仿真已广泛应用于产品开发与技能培训等众多方面,Oren于1984年建立了仿真的基本概念框架“建模-实验-分析”,并在此基础上定义“仿真是一种基于模型的活动”,并从此开创了现代仿真技术。但是,如果将所有基于模型的活动都定义为仿真,而不对“活动”加以界定,则难免忽略了仿真过程的完整性,比如,不能认为“基于模型的评估活动”为仿真,那只是仿真过程中的一个阶段。

2.仿真新概念的提出

我国教育工作者引入CDIO以来,取得了诸多成果。本文作者参照CDIO“构思-设计-实现-运行”这一主线,认为仿真首先要“构思”目的、手段、步骤及结果的分析等,然后有针对性地“设计”某项活动,并按照设计要求,为活动的“实现”做好充分准备,并按一定的步骤和方法实施活动,继而“运行”所实现的模型系统,对获得的结果进行分析,研究是否达到了仿真目的,如果达到了,则仿真成功,如果没有达到,则重新进行一个新的CDIO过程。基于上述分析,本位提出“仿真是一种基于模型的CDIO活动”,该概念将仿真和CDIO紧密结合起来了,既适应于实验,又适应于技能培训等其他活动,而且突出了仿真的过程特性,具有鲜明的指导意义,优点明显。

三、仿真新概念的教学实践

1.控制系统计算机仿真技术教学面临的问题

(1)教学内容问题。该课程现行的教学内容主要包括系统的数学模型、连续系统仿真、离散事件系统仿真、仿真工具介绍及仿真的应用等,相关内容与《自动控制原理》、《现代控制理论》、《数值计算》、《数据结构与算法》、《数学建模》、《参数估计与检测》、《系统辨识》等课程有交叉和重叠。有关“数学模型”及“状态空间方法”在《自动控制原理》、《现代控制理论》中有详细讲述,“数值积分法”的内容在《数值计算》中有详细讲述,“建模方法”在《数学建模》、《参数估计与检测》、《系统辨识》等课程中有详细讲述,仿真工具介绍及仿真的应用等在《Matlab/Simulink程序设计与应用》课程中有大量讲授等。当主要教学内容限定为上述内容时,不可避免地出现与其他课程内容交叉和重叠的现象,令教师和学生无法准确界定和掌握仿真课程的核心内容,使得教学效果不佳。

(2)教材选用问题。《控制系统计算机仿真》课程的教学,曾经采用过的教材达8种之多。对教材进行分析发现,有一类近似于以Matlab为基础讲述自动控制原理,有一类主要讲述仿真的算法与实现,不涉及具体工具,还有一类属于仿真技术综述的,尚不足以支持仿真课程体系建设,难以满足实践需求。

(3)教学方法问题。就教学方法来说,本课程的教学主要还停留在传统的教学理念与方法上,通常是按照教学大纲规定的内容或者教材内容,结合多媒体进行按部就班的教学。如上所述,由于本课程在教学内容和教材选用方面存在的问题,常规教学方法面临诸多弊端,难以把握仿真的核心概念,更难以培养实践能力,严重滞后于时展和科技进步的步伐。

2.仿真新概念下的教学改革实践

有些高校研究了控制系统计算机仿真课程教学改革问题,但依托核心理念的改革尚显不足,对CDIO实施的关键问题,尚不有不同的认识。作者负责的控制系统计算机仿真技术的课程教学和改革中,借鉴同行方法,以先进CDIO理念为指导,采用案列教学方式,着眼于培养仿真专业的创新型人才,进行了教改研究与实践,简要介绍如下:

(1)教学大纲的运用与修改。教学工作通常要遵守教学大纲的规定,不能随意更改,但是对于教学改革项目可以适当放宽。总体而言,以遵守教学大纲的指导性原则为主,以遵守具体内容的限制为辅,以掌握核心概念、掌握课程精髓为基本原则,以实践为基础,以创新为目标,适当安排基于课题的“研讨式”教学内容。增加课外实验课时,增加任课教师和实验员,通过第二课堂引导学生从事一个完整的“仿真项目”,以教学团队的方式完成教学任务,改革教学考核方式。

(2)研讨式教学方式。结合学生的兴趣点与能力培养目标,课题组设计了若干个研讨项目,锻炼学生设计、构思能力,限于篇幅,本文简要介绍一项。安全帽佩戴方式问题。安全帽是工程施工人员在工作现场最重要的劳动防护用品,其佩戴方法有标准方法和经验方法。利用所学的仿真知识,比较两种方法中是否存在较优的方法,并给出佩戴建议。这一课题诱导学生提出了仿真人的概念,通过不同的高空坠物方式,检验仿真人的受伤程度,进而检验安全帽的佩戴方式。本项讨论在教学上结合采用多媒体教学、实际软件编程过程展示、课堂研讨小型项目、课外实践大型项目等多种方式,以掌握CDIO核心概念、仿真课程精髓为目标,以是否能在实践中灵活运用为检验标准,面向优秀创新型人才培养,引发了学生们的学习热情,并取得了若干优秀的成果,并且其影响力已扩展到大学毕业后的一生。

四、讨论与总结

仿真教学论文第6篇

(一)有利于找到理论与实践的最佳融合点

传统的教学模式教师是课堂的主导,教材是授课的唯一依据,学生在被动接受的情况下无法调动学习热情和激发学习潜能。案例教学以仿真案例为突破口,寄理论于案例之中。在引导学生分析案例之前,有必要先向学生讲解专业理论知识,在学生具备一定理论和方法的基础上,再进行案例分析和设计,这样则避免了案例教学的盲目性。

(二)有利于提高学生创新和实践能力

在高度关注学生实践和创新能力的今天,增强学生的这一能力已成为评价各高校教学质量的重要指标。提高学生的实践和创新能力是各高校进行教学改革的出发点和动力,在这种出发点和目标的指引下,各高校的实验经费和课时都得到了增加,实验设备得到更新,学生的实践机会增多。问题的根源在于如果教学方法陈旧老套,教学内容一再重复,教学质量很难看到根本性的提高。《建模与仿真》案例教学正是培养学生实践和创新能力的有效途径,学生通过本课程的案例学习能够初步运用仿真模型分析和诊断生产物流系统中的瓶颈,并通过优化措施的实现,提高学生的分析、动手和创新能力。

(三)有利于提升学生在未来社会工作中的胜任力

仿真课程的理论教学比较抽象,学生的学习兴趣不浓,造成该门课程教学效果不佳的原因无外乎该门课程应用性强,与生产实际联系比较紧密,学生缺乏相关经验,难以正确理解抽象实际系统。《建模与仿真》课中案例,取材于社会实践中真实系统和制造流程,而每一个系统或流程都有自身亟待解决的问题,对问题的解决实际上就是提前进入社会实践的一种排演。这种案例教学方法与以往教师为课堂主导,学生被动学习的教学方式相比,体现出它尊重学生、尊重社会、尊重知识、尊重教育的极大优势。

二、案例教学在《建模与仿真》中的应用

(一)案例选择

在教学过程中,案例一定是经过教师深入调查研究后由教师预先设计好的,应来源于实践,为教学目标服务。

1.选择的案例要贴紧理论。

选编合适的案例是顺利实施案例教学的前提,案例模型在课程中的教学不是越难越好,也不是可以笼统形式或信手拈来,而要围绕教学的理论知识点和难易梯度认真选择,精心选择出与理论知识结合紧密的案例,做到一针见血。这样通过案例分析后可以对理论知识理解更加深刻。这就要求一方面,教师首先要在仿真前就把与案例相关的基础理论、重点难点讲授给学生;另一方面,学生可以运用理论指导实践,同时在实践中检验理论加深理解,这样避免了仅靠案例无法搭建完整知识体系的问题。

2.选择的案例要贴近生活。

入门案例仿真可以选择与学生身边常见事件系统作为的典型仿真案例,这样学生会更感兴趣。例如,教师在编写排队系统仿真案例时,可以将学生日常会遇到排队现象首先纳入进来,如银行办理业务排队现象、顾客到商场购物结算排队现象、病人到医院挂号现象等。学生对熟悉的事件会有身临其境之感,也对其中逻辑规则比较熟悉,分析起来比较容易,深入分析数据也会容易上手,从而很好地迈出分析复杂系统的第一步。

3.选择的案例要贴合专业。

《建模与仿真》是工业工程和物流工程等相关专业的主干课程之一,这些专业的研究对象大多为制造、物流或服务系统,因此,教师编写案例时也要选取一些典型的制造工艺、流程或系统作为研究案例,如排队系统、流水线生产组织、看板管理、装卸作业等多个与专业相关的典型案例,通过运用所学的专业理论知识对这些与企业、专业密切相关案例进行思考、分析,从而解决企业实际问题。

(二)以排队系统仿真为例实施案例教学

排队系统教学是《建模与仿真》课程中十分重要的教学内容,下文以“银行业务办理排队系统”为例介绍案例教学法在教学实践中的应用。

1.专业知识讲解。

在这个环节里面,教师要详细讲解排队系统的相关知识,如排队系统活动类型、顾客到达特性、顾客服务时间分布特点等。在专业知识讲解的基础上再做案例导入,可以避免案例导入的冒失感和盲目性,做到有的放矢。

2.案例导入。

在这个环节里,教师可采用多媒体演示“银行业务办理排队系统”过程,可以使用文字加视频组合方式,直观、生动地展示此排队系统的每一个细节,让学生们有身临其境的感觉,排队系统从顾客到达到顾客离开有清晰的了解,避免案例只通过课本、文字、口头等方式导入造成兴趣乏味、理解模糊等问题,从而提高学生学习的热情,为下一步分小组导论打下学习兴趣的基础。导入过程一般控制在10分钟。

3.分小组讨论。

分小组讨论环节是案例课堂教学的重点,分组方式可以是随机分组或是学生自行搭配组合等形式将学生按学生总数比例分成若干组,每小组需制定一名小组长。然后,各小组根据第一环节讲解的专业知识对案例进行讨论分析,在规定时间内各小组要出一份本小组成员结论一致、言简意赅的讨论结果,并由小组长宣读。小组讨论一般控制在15分钟。

4.案例剖析。

在大家积极讨论并对案例深入了解的基础上,教师可在这一环节将案例关键环节进行剖析,如要给出学生准确的银行业务办理排队流程、明确指出客户、收银台、取号机、排队队列的实体类型,并让学生对照教师剖析结果比对自己的小组讨论结果,相当于对分小组讨论做一次总结和点评。这样避免了分组讨论热火朝天、讨论结果不知对错的问题,让大家可以检验自己的讨论结果,也为下一步正确地进行案例实践做好准备。案例剖析一般控制在10分钟,从而一至四环节大概控制在一堂课内完成。

5.案例仿真。

这一环节的特点是教师指导与学生仿真同步进行。随着案例教学前四个环节的展开,学生已基本了解“银行业务办理排队系统”的实体类型、业务办理排队流程等仿真要素,此时,教师就可以引导学生建模仿真。仿真分为三个步骤:元素定义(实体定义名称和类型)、元素可视化(将定义的可视实体以二维或三维的图形显示出来)、元素详细定义(将实体间联系活动用计算机语言表述出来)。在案例教学实践中,学生常常在将逻辑流程转化为计算机语言时遇到困难,建模水平需要在不断练习中得以提高,因此,教师在这一过程中需要实时指导学生完成。案例仿真一般控制在30分钟。

6.案例总结。

首先,教师要对搭建好的模型进行分析讲解,利用模型解决实际系统中的问题,例如如何改变参数可以找到柜台设置数的最佳配置可使客户等待时间最短、以及分析每个柜台的使用率和每天银行接待客户数量。其次,教师要引导学生对本案例的应用范围、适用系统、仿真目的、重点难点、包含的知识点冲洗吸收消化,进而让学生对案例仿真过程形成整体认知,具备仿真类似排队系统仿真的能力。案例总结一般控制在10分钟。

7.案例迁移。

教师要给学生留下课下思考的时间和空间,案例教学最显著的特点之一就是引导学生由浅入深、举一反三。通过案例总结,学生对排队系统的整体认知有了掌握,可在课下找一些相似案例,按照课堂讲授的方法对类似排队系统进行“案例迁移”,学生从中将感受到“学以致用”的成就感。最后的案例迁移思路讲解一般控制在5分钟左右,具体迁移实践课下完成。则四至七环节控制在一堂课内完成。《建模与仿真》一般是一大节两小堂课,按照此节奏和时间把握可将案例教学很好地开展。

8.案例效果评估。

案例教学方法实施后,需要教师定期对教学效果进行调查评估,评估主要针对学生对案例的兴趣程度、学生案例教学组织的满意度等。调查方式可采用采访调查法、论文调查法、问卷调查法等方式进行,通过学生的及时反馈不断调整。评估总结范围由细微到全局,由单堂案例授课上升至整门课程的调整。

三、结语

仿真教学论文第7篇

1.1在实际操作前

首先将相关知识点及注意事项认真讲解,让学生以理论知识为指导开展实际操作。按照教学大纲要求及实验室现有条件,积极准备相关操作所需耗材。

1.2实施细则

每人一台多媒体仿头模拟操作系统,首先由实训教师串讲本次实训的教学内容,在实训过程中应注意的事项并示教,通过实时图像传输系统指导学生学习及实际操作修正,方便学生掌握模拟临床的操作过程。在仿头模型的口内按照医院实际临床接诊时做详细的口腔检查,这样能够让学生初步习得接诊的方法和医院口腔科室的工作内容与顺序,学习如何正确采集相关病史,系统的口腔检查,正确书写临床病历,最终做出正确诊断以及确定修复或治疗方案。带教老师通过教学电脑或实际观看,适时纠正不规范操作,并进行充分讲解,示范。加强学生间的交流,让学生反复多次操作,直到完全掌握为止。

2结果

此种教学方法最大的特点是利用口腔仿真人头模型的实体性、逼真性和方便的互动性,能够最大限度地帮助学生建立一个综合视觉多维系统知识体系,一些难以理解的抽象理论更加形象、具体的展示出来,增加了教学灌输量,提高了学生学习兴趣和学习效率。

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